沃爾沃柴油發(fā)電機(jī)組電氣維修手冊(cè)
ESD5500系列速度控制器單元
產(chǎn)品信息公告 PIB 1002 JUNE 1998 MPC
應(yīng)用信息
ESD5500系列速度控制單元是相當(dāng)結(jié)實(shí)，可與其它專(zhuān)用控制設(shè)備安裝于控制柜或發(fā)動(dòng)機(jī)安裝板的。如果水、薄霧、或能凝聚的液體能沾上控制單元，則控制單元應(yīng)垂直安裝。這使得流體能從控制單元上落下。
應(yīng)避免過(guò)熱
1.2 警 告
獨(dú)立于控制系統(tǒng)的超速切斷裝置應(yīng)能提供對(duì)可能造成人身或設(shè)備損害的發(fā)動(dòng)機(jī)失控的預(yù)防。不要專(zhuān)門(mén)地依賴(lài)于控制系統(tǒng)電氣執(zhí)行器去防止超速，另一個(gè)切斷裝置，如燃油電磁鐵必須被使用。
1.3 配 線
基本電氣連接如圖1。執(zhí)行器和電池連接到端子A、B、E、F，并應(yīng)使用#16AWG（1.3mm sq）或更大的線。電纜越長(zhǎng)要求線的截面積較大，以降低電壓降。
電池正極輸入端，即端子F，應(yīng)裝上15A的保險(xiǎn)。
電磁速度傳感器連接到端子C和D，并應(yīng)在全部線中使用屏蔽線。速度傳感器屏蔽線須如圖1所示連接。屏蔽線應(yīng)隔離以確保屏蔽線的其它部分沒(méi)有連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的地上，否則錯(cuò)誤的速度信號(hào)將被送到速度控制單元。在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)電磁速度傳感器與齒圈的間隙。間隙不應(yīng)小于0.020in.（0.45mm）。通常，在傳感器接觸到齒頂后，再向回?cái)Q3/4圈，可獲得一個(gè)合適的空氣間隙。在啟動(dòng)期間，電磁速度傳感器電壓應(yīng)不少于1VAC RMS。
1.4 調(diào) 節(jié)
1.4.1啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前
檢查以確保增益和穩(wěn)定性調(diào)節(jié)器，并且如果要應(yīng)用，將外面接的速度電位計(jì)設(shè)置在中間位置。
預(yù)置ESD5500如下：
STARTING FUEL（起動(dòng)燃油）----------順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底（最大油門(mén)）
SPEED RAMPING（速度斜率）----------逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底（最快速度）
1.4.2啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)
速度控制單元控制速度已被工廠設(shè)置為接近發(fā)動(dòng)機(jī)怠速。（1000Hz，速度傳感器信號(hào)）給控制系統(tǒng)供應(yīng)直流電以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。執(zhí)行器將活動(dòng)到最大油門(mén)位置直到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。控制系統(tǒng)將控制發(fā)動(dòng)機(jī)于低怠速。若啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定，反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)增益和穩(wěn)定調(diào)節(jié)器直到發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定。
1.5 控制器速度設(shè)置
通過(guò)順時(shí)針調(diào)節(jié)速度電位計(jì)，可將控制系統(tǒng)設(shè)置的速度值增加。通過(guò)一個(gè)可選的5KΩ速度電位計(jì)可實(shí)現(xiàn)遙控速度調(diào)節(jié)。（見(jiàn)圖1）
1.6 控制性能
一旦發(fā)動(dòng)機(jī)處于空載運(yùn)轉(zhuǎn)，就可對(duì)控制性能調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)置。
A、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“GAIN”（增益）電位計(jì)直到不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。再反時(shí)針逐漸旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器直到恢復(fù)穩(wěn)定。反時(shí)針旋轉(zhuǎn)該電位計(jì)一個(gè)刻度以確保穩(wěn)定性能。
B、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“STABILITY”（穩(wěn)定性）調(diào)節(jié)器直到不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。再反時(shí)針逐漸旋轉(zhuǎn)該電位計(jì)直到恢復(fù)穩(wěn)定。反時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器到更深的地方以確保穩(wěn)定性能。
若不穩(wěn)定性不能被修正,或有更高的性能要求,可參照“系統(tǒng)診斷維修”章節(jié)。
1.7 啟動(dòng)燃油調(diào)節(jié)
通過(guò)完成以下調(diào)節(jié)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的排煙減到最少。
1、通過(guò)連接端子M和G，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速。
2、調(diào)節(jié)“IDLE”（怠速）到使用允許的低速。
3、逆時(shí)針調(diào)節(jié)“STARTING FUEL”（啟動(dòng)燃油）直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)始降落。稍微增加“STARTING FUEL”（啟動(dòng)燃油）以使怠速返回到期望的值。
4、停機(jī)。
可選用以下兩種ESD5500系列操作方法中的一種。
方式一：?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并且直接加速到工作速度。（如發(fā)電機(jī)組）
方式二：?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，先控制在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間再加速到工作速度。這種方法將啟動(dòng)過(guò)程分開(kāi)，以便盡可能地產(chǎn)生最少量的煙霧。
1.7.1方式一
斷開(kāi)端子M與G間的連接。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并調(diào)節(jié)從怠速到額定速度的“SPEED RAMPING”（速度斜率），以獲得最少排煙量。若啟動(dòng)排煙過(guò)量，則需逆時(shí)針微調(diào)又（啟動(dòng)燃油）鈕。若起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則需順時(shí)針微調(diào)“STARTING FUEL”（啟動(dòng)燃料）鈕。
1.7.2方式二
用一個(gè)開(kāi)關(guān)替代端子M和G間的連接，通常用一個(gè)油壓開(kāi)關(guān)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，若啟動(dòng)排煙過(guò)量，則需逆時(shí)針微調(diào)“STARTING FUEL”（啟動(dòng)燃油）鈕。若起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則需順時(shí)針微調(diào)“STARTING FUEL”（啟動(dòng)燃油）鈕。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速加速到額定速度時(shí)，調(diào)節(jié)“SPEED RAMPING”（速度斜率）以獲得最少量的排煙。
1.8 怠速設(shè)置
若沒(méi)有如“啟動(dòng)燃油調(diào)節(jié)”章節(jié)中所述調(diào)節(jié)“IDLE”（怠速）設(shè)置，那么將選擇開(kāi)關(guān)拔到“IDEL”（怠速）位置。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)怠速調(diào)節(jié)器，怠速值將增加。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，速度控制單元將速度降應(yīng)用于控制單元以保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定。
1.9 轉(zhuǎn)速降操作
轉(zhuǎn)速降典型應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行。
將外部選擇開(kāi)關(guān)拔到“DOOP”位置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“DOOP”（轉(zhuǎn)速降）調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速降值將增加，當(dāng)處于降落狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度將隨負(fù)載的增加而降低。降落百分比是基于執(zhí)行器電流從發(fā)動(dòng)機(jī)空載到滿(mǎn)載的變化。通過(guò)內(nèi)部控制器可獲得較大范圍的轉(zhuǎn)速降落。一般說(shuō)來(lái)速度降水平要求高于10%是不常用的。
若降落值高于或低于要求值，請(qǐng)同廠家聯(lián)系以得到幫助。
降落值被調(diào)節(jié)后，所設(shè)置的發(fā)動(dòng)機(jī)額定速度可能需重新設(shè)置。檢查發(fā)動(dòng)機(jī)速度，相應(yīng)調(diào)節(jié)速度設(shè)置。
1.10 輔助輸入
輔助端子N接受來(lái)自負(fù)載分配單元、自動(dòng)同步裝置、其它控制系統(tǒng)的附件的信號(hào)，GAC附件直接連接到這個(gè)端子上。連接到該端子的接線必須屏蔽，因?yàn)樗且粋€(gè)非常靈敏的輸入端子。
若自動(dòng)同步器單獨(dú)使用，而不連接到負(fù)載分配模塊上，則端子N和P間應(yīng)接上個(gè)3MΩ的電阻。這是用來(lái)匹配速度控制單元與同步器間的電壓值。
當(dāng)一個(gè)附件；連接到端子N上時(shí)，速度將降低，速度調(diào)節(jié)器必需重新設(shè)置。
當(dāng)工作在控制單元頻率范圍上限時(shí)，要求在端子G和J間接一個(gè)跳線或頻率電位計(jì)。這將增加速度控制器的速度控制范圍超過(guò)7000Hz
1.11 附件供給
端子P能用來(lái)給GAC控制系統(tǒng)附件提供校準(zhǔn)的+10V電壓，能從這個(gè)供給中得到接近20mA的電流。端子G接地。注意：該端子短路將損壞速度控制器。
1.12 寬范圍可變速度操作
ESD5500系列控制單元可獲得寬范圍可變速度。
一個(gè)單個(gè)的可調(diào)的速度調(diào)節(jié)電位器能在指定的速度范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)速度。選取希望的速度值和相應(yīng)的電位值（參考表1）。若不能找到精確的速度范圍，選取一個(gè)更高阻值的電位計(jì)?？膳c電位計(jì)并聯(lián)一個(gè)固定電阻以獲取所期望的精確范圍。如圖2所示連接速度調(diào)節(jié)電位計(jì)。
為保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最低設(shè)置速度下的穩(wěn)定性，使用“DROOP”調(diào)節(jié)器對(duì)速度進(jìn)行少量的降落。在最大設(shè)置速度下控制系統(tǒng)性能將是同步的，不必考慮轉(zhuǎn)速降調(diào)節(jié)設(shè)置。
若在獲取期望的可變速度控制性能中遇到困難，可與廠商聯(lián)系獲取幫助。
表格1?？勺兯俣确秶跋鄳?yīng)的電位計(jì)值
速度范圍 電位計(jì)值
900Hz 1K
2,400Hz 5K
3,000Hz 10K
3,500Hz 25K
3,700Hz 50K
1.13 系統(tǒng)故障處理
1.13.1系統(tǒng)不工作
若發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不起作用，完成以下1，2，3，4步電壓測(cè)試，可找到原因。+、- 指所用儀表極性。隨著下面的處理步驟，正常的值會(huì)顯示出來(lái)?？赡苁菆?zhí)行器或執(zhí)行器配線的錯(cuò)誤。參見(jiàn)執(zhí)行器測(cè)試細(xì)節(jié)公告。
步驟 端子 正常現(xiàn)象 不正?，F(xiàn)象的可能原因
1 F(+)&E(-) 電池電壓（12或24VDC） 1.直流電沒(méi)有接上，檢查保險(xiǎn)
2.電池電壓低
3.配線錯(cuò)誤
2 C&D 啟動(dòng)時(shí)，最低1.0VAC RMS 1.速度傳感器與齒頂間隙過(guò)大，
檢查間隙
2.速度傳感器配線錯(cuò)誤，端子 C與D之間的電阻為30-1200Ω
3. 速度傳感器有缺險(xiǎn)
3 P(+)&G(-) 10VDC 內(nèi)部供給 1. 端子P短路。（這將導(dǎo)致一
個(gè)損壞的單元。）
2.速度控制器缺陷
4 F(+)&A(-) 啟動(dòng)時(shí)有1.0-2.0VDC 1.“SPEED”（速度）調(diào)節(jié)設(shè)置
過(guò)低
2.執(zhí)行器接線短路或開(kāi)路
3.速度控制器缺陷
4.執(zhí)行器缺陷。參見(jiàn)執(zhí)行器維
修
1.13.2性能不完善
若控制系統(tǒng)性能不足，進(jìn)行以下測(cè)試。
癥狀 測(cè)試 可能原因
發(fā)動(dòng)機(jī)超速 不要啟動(dòng),給控制系統(tǒng)供直流電 1.執(zhí)行器處于全油門(mén)位置，然后斷開(kāi)端子C和D間的連接若執(zhí)行器仍處于全油門(mén)位置——速度控制器缺陷。
若執(zhí)行器在最小油門(mén)位置——速度信號(hào)錯(cuò)誤，檢查速度傳感器數(shù)據(jù)。
手動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于期望的 1.若電壓讀數(shù)在1.0——2.0VDC，
速度測(cè)量速度控制器上端子之 a)“SPEED”（速度）調(diào)節(jié)器設(shè)置
間A(-)和F(+) 之間直流電壓 高于理想值
b) 速度控制器缺陷
2.若電壓讀數(shù)高于2.0VDC 執(zhí)行
器或連接約束
3.若電壓讀數(shù)低于1.0VDC速度
控制器缺陷
4.增益設(shè)置太低
執(zhí)行器不能 1.測(cè)試起動(dòng)時(shí)的電池電壓 1.若12V系統(tǒng)低于7V，24V系統(tǒng)
完全作用 低于14V，若電量微弱或不足，
更換電池
2.瞬時(shí)連接端子A和F 1.執(zhí)行器或電池接線錯(cuò)誤
執(zhí)行器將移動(dòng)到全油 2.執(zhí)行器或連接被卡住
門(mén)位置 3.執(zhí)行器缺陷。參見(jiàn)執(zhí)行器維修
4.保險(xiǎn)絲熔斷。檢查執(zhí)行器或執(zhí)
行器配線短路情況
發(fā)動(dòng)機(jī)速度 1.在控制系統(tǒng)控制下運(yùn)行時(shí) 1.若測(cè)量電壓位于電池供電電壓
維持在控制 測(cè)量執(zhí)行器輸出，即端子 正負(fù)2V內(nèi)，那么燃油控制器受
速度下 A和B 到限制而不能到達(dá)全油門(mén)位置. 可能是由于機(jī)械控制系統(tǒng)與汽化器彈簧或聯(lián)接系統(tǒng)相干涉引起的。
2.速度設(shè)置太低。
1.14 電磁速度傳感器信號(hào)微弱
強(qiáng)的電磁速度傳感信號(hào)將排除丟失或增加脈沖的可能。速度控制單元將用0.5V RMS速度傳感信號(hào)進(jìn)行較好的控制。在控制速度中，要求速度傳感信號(hào)為3V RMS或更高。信號(hào)的測(cè)量由端子C和D來(lái)執(zhí)行。
通過(guò)減少速度傳感器頂端與發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈齒頂間隙，可增加速度傳感器信號(hào)范圍。該間隙不應(yīng)小于0.020 in (0.45 mm)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，將傳感器旋到與齒輪相接觸，再向回旋3/4轉(zhuǎn)可得到一個(gè)較滿(mǎn)意的空氣間隙。
1.15 電磁兼容性（EMC）
易受到的電磁干擾——通過(guò)電纜或直接輻射到控制電路所產(chǎn)生的大干擾信號(hào)可對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生相反的影響。
所有的GAC速度控制單元都包括了過(guò)濾和屏蔽設(shè)計(jì)，以保護(hù)靈敏電路不受到外部中等強(qiáng)度的干擾源干擾。
由于預(yù)知干擾的強(qiáng)度是困難的，所以要求將包括磁發(fā)電機(jī)、固體點(diǎn)火系統(tǒng)、無(wú)線電發(fā)射機(jī)、調(diào)壓器、充電器看作干擾源。
外部可疑的范圍，即那些受到輻射或?qū)w連接，或?qū)⒂绊懣刂葡到y(tǒng)的操作。對(duì)所有的外部連接要求使用屏蔽電線。務(wù)必使所有屏蔽線包括速度傳感器屏蔽線共一個(gè)終端，將該端連接到速度控制單元盒子的一個(gè)信號(hào)點(diǎn)上。將速度控制單元安裝到一個(gè)接地的金屬后板上。或?qū)⑵浞诺揭粋€(gè)密封的金屬盒子中。
當(dāng)干擾信號(hào)直接輻射時(shí)，放射線將通過(guò)控制系統(tǒng)所在的空間。為將控制系統(tǒng)電氣與這類(lèi)干擾隔離，使用金屬屏蔽或金屬容器通常是有效的。
當(dāng)干擾信號(hào)由電線交叉連接所產(chǎn)生的，通常會(huì)傳導(dǎo)給控制系統(tǒng)電子。屏蔽線或安裝的過(guò)濾器通常是不起作用的。
作為一項(xiàng)有助于減少自然干擾的方法，KT130中GAC支持電池線過(guò)濾器或電纜屏蔽。為減少自然輻射的電磁干擾，可用一個(gè)屏蔽器P/N CA114罩住GAC和它的分配裝置。
在嚴(yán)格的高能量干擾場(chǎng)所，如當(dāng)控制系統(tǒng)直接暴露在電力傳送源極中，將要求一個(gè)特別的電磁干擾等級(jí)屏蔽。對(duì)于這種情況，請(qǐng)與GAC供應(yīng)工程師聯(lián)系以獲得特別的建議。
1.16 不穩(wěn)定性
在一個(gè)封閉環(huán)速度控制系統(tǒng)中,不穩(wěn)定性可以被分為兩類(lèi)。周期性,以一個(gè)規(guī)則速率的正弦周期出現(xiàn)?；驘o(wú)周期性,隨意地、無(wú)序地或無(wú)根據(jù)的偶爾背離穩(wěn)定狀態(tài)。
開(kāi)關(guān)C1控制基于ESD5500的領(lǐng)先電路，通常處于“ON”位置。若系統(tǒng)出現(xiàn)快速的不穩(wěn)定可將開(kāi)關(guān)拔到“OFF”位置。
開(kāi)關(guān)C2控制一個(gè)附屬于ESD5500的支電路。該電路被設(shè)計(jì)用來(lái)消去因發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的柔性而磨損了連接引起的控制器的不穩(wěn)定行為。通常處于“OFF”位置。若因柔性連接引起發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定行為出現(xiàn)，將開(kāi)關(guān)拔到“ON”位置。
周期性類(lèi)型可被再分為快不穩(wěn)定和慢不穩(wěn)定?？觳环€(wěn)定為3Hz，或是更快的不規(guī)則的速度，通常是一個(gè)，慢周期不穩(wěn)定低于3Hz，非常慢，有時(shí)是激烈的。
若快不穩(wěn)定發(fā)生，這種類(lèi)型是控制器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)打火的反應(yīng)。升高發(fā)動(dòng)機(jī)速度可增加發(fā)動(dòng)機(jī)的不穩(wěn)定性。
在這種情況下，將開(kāi)關(guān)C1置于“OFF”位置將減小速度控制器對(duì)高頻信號(hào)的敏感度。再次調(diào)節(jié)增益和穩(wěn)定性達(dá)到最適宜的控制。若不穩(wěn)定性依然存在，移開(kāi)E1和E2的跳線可有助于穩(wěn)定發(fā)電機(jī)。線柱位置如圖1所示。再次調(diào)節(jié)增益和穩(wěn)定性以達(dá)到最適宜的控制。關(guān)掉電池充電器或其它的電氣設(shè)備觀察不穩(wěn)定性是否消失。
慢不穩(wěn)定性可由許多原因?qū)е?。?duì)增益和穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)可消除大多數(shù)速度控制單元的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。若調(diào)節(jié)不成功，可調(diào)節(jié)熄火時(shí)間補(bǔ)償。在線柱E2和E3間加一個(gè)電容器（陰極在E2上）。線柱位置見(jiàn)圖1所示。從接上10毫法電容開(kāi)始，增加電容值直到不穩(wěn)定現(xiàn)象消失。采用這種程序可使控制系統(tǒng)最優(yōu)化，達(dá)到最好的性能。
若慢不穩(wěn)定性不受這個(gè)程序的影響。估計(jì)燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。檢查燃油系統(tǒng)的聯(lián)接，高摩擦，或聯(lián)接不足。務(wù)必在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間檢查聯(lián)接，觀察燃油系統(tǒng)。無(wú)規(guī)則的化油作用和噴油系統(tǒng)能通過(guò)恒定的節(jié)流閥設(shè)置改變發(fā)動(dòng)機(jī)功率。這可能導(dǎo)致速度脫離控制系統(tǒng)的控制。給一個(gè)較少的轉(zhuǎn)速降可有助于穩(wěn)定系統(tǒng)，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷維修。
無(wú)周期不穩(wěn)定將反應(yīng)到增益控制上。若增加增益會(huì)減小不穩(wěn)定性，那么問(wèn)題可能出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上。增益越高允許控制器反應(yīng)越快和修正干擾。尋找發(fā)動(dòng)機(jī)不打火，不穩(wěn)定的燃油系統(tǒng)，或給發(fā)電機(jī)組電壓調(diào)節(jié)器加載一個(gè)負(fù)載變化。若節(jié)流閥有輕微不穩(wěn)定，但執(zhí)行快，將開(kāi)關(guān)C1拔到“OFF”位置，這將穩(wěn)定系統(tǒng)。
若不能成功的解決不穩(wěn)定性。可與工廠聯(lián)系以獲取幫助。
